29244 - FONDAMENTI DI ELETTROTECNICA T

Conoscenze e abilità da conseguire

Fornire una buona conoscenza metodologica ed operativa delle leggi dell'elettromagnetismo, con riferimento al loro impiego nell'interpretazione del funzionamento e nella modellazione dei dispositivi elettrici e magnetici.

Contenuti

Requisiti/Propedeuticità consigliate

Sono richieste le conoscenze di matematica relative ai sistemi di equazioni algebriche lineari, alle operazioni con i numeri complessi, e al calcolo differenziale e integrale. Sono inoltre richieste le conoscenze di base di fisica, con particolare riferimento all'elettromagnetismo. Tali conoscenze possono essere acquisite superando i corsi di Analisi Matematica e di Fisica Generale T-1 e Fisica Generale T-2.

Contenuti del corso

Il programma del corso è articolato nelle sezioni riportate di seguito.

Definizioni e leggi dell’elettromagnetismo

Sorgenti del campo elettromagnetico. Vettori del campo elettromagnetico. Relazioni di legame materiale. Leggi dell'elettromagnetismo in forma integrale: leggi fondamentali e leggi derivate. Definizione di f.e.m. e di tensione elettrica. F.e.m. indotta per mezzi in quiete e per mezzi in moto. Richiami di analisi vettoriale. Leggi dell'elettromagnetismo in forma locale. Definizione di circuito elettrico e di circuito magnetico secondo la teoria dei campi. Classificazione dei problemi di campo elettromagnetico. Energia del campo elettromagnetico..

Campo elettrostatico

Equazioni e potenziale elettrostatico. Campo elettrostatico di un sistema di conduttori. Coefficienti di capacità e di potenziale. Capacità parziali. Schermo elettrostatico. Condensatori e capacità. Energia elettrostatica immagazzinata in un condensatore. Calcolo della capacità di strutture. Capacità di un cavo coassiale e di una linea bifilare.

Elettrodinamica stazionaria

Campo elettrico e campo di corrente stazionari.

Determinazione del campo di corrente in un conduttore alimentato da una assegnata d.d.p. stazionaria. Resistenza ohmica di un conduttore. Analogia fra campo elettrostatico e campo di corrente stazionario.

Campo magnetico generato da correnti stazionarie

Equazioni e potenziale vettore magnetico. Metodi per la determinazione del campo magnetico generato da una assegnata distribuzione di correnti stazionarie. Coefficienti di auto e di mutua induzione. Energia magnetica immagazzinata in un induttore. Calcolo dei coefficienti di induzione di strutture. Coefficiente di autoinduzione di un cavo coassiale e di una linea bifilare.

Elettrodinamica quasi stazionaria

Legge di Ohm in regime variabile nel tempo.

Circuiti magnetici. Proprietà dei materiali ferromagnetici. Circuiti magnetici in corrente continua: ipotesi di studio, problema diretto e problema inverso. Magneti permanenti: funzionamento e dimensionamento.

Testi/Bibliografia

F. Barozzi, F. Gasparini, 'Fondamenti di Elettrotecnica - elettromagnetismo', UTET, 1989. 

H. A. Haus, J. R. Melcher, 'Electromagnetic Fields and Energy', Prentice-Hall Inc., New Jersey, 1988.

H. E. Knoepfel, 'Magnetic Fields', John Wiley & Sons, Inc., 2000.

Metodi didattici

Il corso si svolgerà mediante lezioni di teoria ed esercitazioni in aula.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento consta di una prova orale al termine del corso. Non sono previste prove in itinere. Durante la prova orale verranno trattati alcuni degli argomenti svolti durante il corso. La discussione sarà tesa a verificare che lo studente sia in grado di esprimersi con una buona padronanza del linguaggio tecnico ed abbia raggiunto una conoscenza organica delle tematiche sviluppate durante il corso. Sarà inoltre verificata la capacità di utilizzare le conoscenze acquisite per affrontare la soluzione di nuovi problemi. Il grado di soddisfacimento dei requisiti indicati determinerà il voto della prova. 

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Marco Breschi